学霸就是要肝 第230章 麻花碳

第230章 麻花碳

第230章 麻花碳

科学岛实验室，萧易的办公室中。

看着电脑上面模拟出来的一种新的碳结构，萧易摩挲着下巴，嘴角微微露出了笑意。

这种新的碳结构，主要是组成了一种三层形态的结构，碳原子整齐地分布在这三层上。

当然，这是不是最主要的，最主要的还是在这些碳原子之间所形成的化学键，相当的错综复杂，整体看上去，三层的碳原子，就仿佛形成了一个麻花辫一样。

也正是因为这样的结构，萧易现在就简单地将其命名为麻花碳。

嗯……或许也有点他的恶趣味在里面吧。

假如这种材料最后真的造出来，并且成为了核聚变最重要的材料。

他也很想知道，到时候人们要如何理解这个名字。

不过，话说回来，虽然它看上去就像是个类麻花辫结构，但实际上，从整体的角度来看，就能够发现其最终形成的晶格结构，非常的具有规律，并且呈面对称性。

而这样的晶格结构，则让麻花碳，拥有了其他普通结构所没有的特性：超高的晶格振动传递性。

在固体材料中，温度在微观领域主要就体现在晶格的振动上面。

固体材料中的原子会排列成有序的晶格结构，当温度升高或者受到外部影响时，这些原子会开始振动，这些振动可以被量子化为声子，而声子就是热和声在固体中传播的主要载体。

而晶格振动传递性越高，那么其导热性能也就越强。

在麻花碳这种全新的结构下，其热导率甚至比当前世界上热导率最强的材料金刚石，都还要高上数倍。

当然，金刚石就是钻石，其也是碳，现在萧易研究出来的这个全新的结构，也是由碳所组成，因此其所拥有的超高导热性，也并不完全是巧合。

不过，仅仅只是高导热性，还并不够，就像是他在之前就已经明确过的一样，想要成为第一壁材料，仅仅只是有导热性还不够。

在面对高能粒子冲击的时候，又要如何才能够抵挡的住呢？

这就是麻花碳结构的另外一个特性了。

要知道的是，碳的另外一个形态，石墨，本身就可以作为核反应堆中的中子减速剂，碳原子与快速中子碰撞，将中子的动能转化为热能，使中子速度减慢。

而在麻花碳的结构下，其因为本身的致密性，以及那错综复杂的结构，当碳原子和高能中子相撞时，其吸收的动能就能够迅速地向周围其他的碳原子传递开来，直到最后，那些高能中子的能量，就会被均匀地分布在整个结构之中，之后，外围的冷却剂就会发挥作用，将这些热能给全部吸收。

如此一来，高能中子再想要轻松地撞开整个第一壁材料，就变成了不可能。

“就像是鸡蛋一样。”

萧易微微一笑。

“当用力去握鸡蛋的时候，却不能轻易地将其捏碎。”

“而主要原因就是，鸡蛋壳将所受到的力，能够均匀地分散到整个蛋壳上面。”

不过，鸡蛋壳能够承受捏的力，但是却承受不了磕一下的力，因为磕鸡蛋的时候，其受力点就变小了，最终受到的力也就不能均匀地传递到整个鸡蛋壳的上面。

但是，麻花碳的结构，却就可以做到将一个点上受到的力，完全传递到整个结构之中。

当然，即使是去捏鸡蛋，如果捏的力气超过了其能够承受的极限，那么最终鸡蛋壳也还是会直接碎开。

不过，对于麻花碳来说，就不用担心了。

反正氘氚聚变反应生成的中子能量是可以计算出来的，然后再计算出这些能量多久能够被麻花碳全部吸收，以及多大体积的麻花碳能够稳定地吸收这些高能中子的能量，如此一来，他们就可以制造出模块化的麻花碳壁，从而稳定、长时间地抵抗住高能中子。

在这种情况下，唯一能够破坏麻花碳结构的情形，就只有单一的碳原子在短时间内连续遭到多颗高能中子的冲击，才会导致其因为无法迅速地将吸收的动能传递出去，从而导致中子被破坏。

不过，这种几率是相当小的，毕竟要知道的是，原子并不是一个球，其内部是相当空旷的，因此绝大多数情况下，中子都会直接穿过材料的表面层，撞在里面的原子核上面，甚至还有一定几率中子会直接穿过整个第一壁材料。

也正因为如此，所以在托卡马克装置的外层，还会装上一层中子屏蔽材料，就是为了吸收这些能够穿过重重材料还能泄露出来的中子，从而避免对工作人员带来辐射危险。

辐射容易让人出现癌症，就是因为像中子这样的亚原子粒子直接穿过人的细胞，然后直接破坏了细胞DNA内部的原子，使得DNA直接发生突变，之后细胞如果不能及时地被DNA损伤机制所修复，又不断地进行分裂、增殖，于是癌变的风险便提升了。

当然，也正是因为中子的体积很小，而原子核的体积也同样很小，因此当中子进入到第一壁材料内部的时候，是很难发生多个高能中子同时撞在单个原子的原子核上面的。

因此，根据萧易的计算，只需要10厘米厚的麻花碳，就能够在EAST这样的托卡马克装置中坚持至少20年以上的时间。

当然，这主要也是受限于EAST的体积，体积越大的装置，在固定的1.5亿度和新格林沃尔德极限下，单位时间内能够生成的高能中子也就越多，第一壁材料的寿命，主要就是受到高能中子生成速度决定的。

至于现在EAST的体积嘛……其实算是比较小的，毕竟这个东西只是一个用来进行技术验证的实验器材。

其主半径只有1.7米，小半径则只有0.4米。

而像是计划建造的ITER的规模，主半径就有6.2米，小半径则为2米，其等离子体体积差不多是EAST的280倍。

包括ITER也仅仅只能说是一种用来进行技术验证的实验器材，所以如果真正实现了可控核聚变后，届时要搭建的装置，可就不是像这样小打小闹了。

总而言之，不管是在热导率上，还是在抗辐照损伤的能力上，麻花碳都已经达到了如今萧易所能够设计出来的极限了。

除了这两大性能之外，麻花碳在其他的第一壁材料所必须的性能上，也都相当的出色。

可以说的是，接下来很长一段时间内，不管再怎么进行设计，都不可能突破这样的结构。

再想要突破的话，恐怕就必须得有新的理论才行。

不过，这种理论，哪怕是萧易现在也想不出来。

“好了，到现在，第一步也算是完成了。”

长出了一口气，萧易靠在了自己的办公椅椅背上，喝了一口旁边的茶水。

接下来的第2步，就是如何将这种材料给合成出来了。

而这，又将是无比困难的一步了。

放下了手中的茶杯，萧易又无奈地摇摇头，这种复杂的结构，得用什么方法才能够合成出来？

这也是材料研究的主要困难。即使他有材料掌握的帮助，但也避免不了接下来的困难。

材料掌握最大的用处，大概还是在成本节省上面。

“好了，都已经研究到这里了，现在如果临时放弃了可不好。”

摇摇头，随后他不再多说，准备前往实验室，进行实验。

……

接下来，注定是一个漫长的过程。

萧易将所有的时间和精力，都投入到了麻花碳合成方法的研究当中。

同时，因为这个材料的重要性，他也没有让任何人来帮自己，最多就是抽不开空的时候，让人帮忙做一些简单的实验。

通过不断改进现有的一些工艺，或者是一些创新的合成技术，尽管距离最终的麻花碳目标还差了很远，但意外间，却让萧易搞出了不少的副产品。

虽然，其中绝大多数的副产品都没有什么用，但却还是有那么几种材料，让萧易也感到相当的意外。

就仿佛抽奖的时候歪了的感觉。

虽然不是他想要的东西，但也称得上是SSR。

比如说，一种无定形碳材料。

无定形碳是一种游离的活性炭，本身没有晶体结构，其在结构上和碳黑有些类似，但是在一些微观的细节上，则有些不同。

不过，最重要的是，其继承了碳黑的一种重要特性，吸波能力！

这种材料有着良好的导电性，所以当电磁波照射到其表面时，涂层间形成的导电网络会产生感应电流，电流在传导过程中由于电阻产生热量，从而实现对电磁能量的耗散，从而实现对电磁波的吸收。

除此之外，其本身颗粒细小，比表面积大，在复合材料中与基体之间存在大量界面，由于界面极化产生的弛豫效应，对于电磁波也有着十分优秀的吸收能力。

除此之外，它也还有很多优秀的性能，都让其能够成为一种十分优秀的吸波材料。

当然，完全碾压其他的吸波材料是不可能的，毕竟电磁波是有不同类别的，吸波强度和频带宽度等等，针对这些不同的类别，不同的材料也有其胜任的地方。

不过，这种新的吸波材料，本身并不是涂层，但是其可以作为导电添加剂，和其他的吸波涂层进行配合，从而提升整体吸波性能，因此，从某种程度上来说，它也能够称得上综合比较来看，最出色的一种吸波材料了。

这种材料对于萧易的研究没有半分用处，不过，对于研究战斗机的那些人来说，却是一个宝贝。

于是萧易索性就将实验报告弄了出来，让王立找一下军中的高层，将这份实验报告交给军方负责研究吸波材料的研究人员。

至于这种材料叫什么嘛……由于它是萧易在研究麻花碳的过程中搞出来的第一种有实际用途的材料，于是就直接被他简单命名为MHT-1了。

而除了MHT-1之外，自然也还有MHT-2。

MHT-2是一种碳纤维材料，拥有着高比强度和高比模量，并且其在一定程度上具有麻花碳的性能，在能量的吸收能力上非常的强。

这就让其很适合作为战车的装甲材料，其在面对各种常规武器的攻击，比如穿甲弹、破甲弹、高爆弹等，都有着十分优秀的抵抗效果。

当萧易把这玩意儿给搞出来的时候，人都整无语了。

虽然知道研究的过程中会搞出一些副产品出来，但结果头两个能用的副产品，结果都是能够用在军事上面的？行吧，对此萧易也不好说啥，最后还是再次让王立把实验报告交给了军中的人，问问相关的研究人员对这个东西感兴趣不。不过，当MHT-3出来的时候，萧易总算感慨，终于有一个非军用的技术了。

MHT-3是萧易通过各种方法合成出来的，在结构上最和麻花碳相近的材料，其拥有三层结构，不过在复杂程度上并不如麻花碳，但是这样的结构，却赋予了其超高的载流子迁移率。

它的电子迁移率可以达到180000cm/V·s，只比石墨烯差上一点，非常有利于电信号传输和处理。

此外，它的表面又有着各种悬挂键和官能团，使得其化学性质良好。

再加上其他各种优秀的性能，让这种材料，完全有着成为碳基材料的潜力。

当前，硅基芯片的发展停滞，在制程方面逐渐逼近理论极限，寻找其他的出路，已然成为了芯片领域的另外一个重点。

而MHT-3，无疑就让碳基芯片的实现成为了希望。

不过，萧易对于芯片没有太多的研究，因此暂时也没有研究这玩意儿的兴趣，就算真的搞出些什么东西来，距离真正实现碳基芯片的产业化也还太过于遥远，所以还是等到之后问问其他这个领域的专家有没有兴趣，再做打算。

总之，到目前为止，萧易就搞出了这三种有价值的副产物出来，前两个是可以直接用的，而第三个则是拥有非常广泛的前景价值。

就这样，随着时间的过去，当时间一直来到了六月份的时候，科学岛实验室内，就来了好几位不速之客。

“萧教授，你好你好，久仰大名了。”

办公室中，站着一伙人，而其中为首的一位老研究员走上前，和萧易握了握手说道。

“我们是603所的，我是陈卫东，目前担任研究所武器与隐身设计组的组长。”

“我们收到了你发过来的一份实验报告，报告里面说，伱开发出了一种频率范围在1-20GHz，最大反射损耗-55dB，吸波带宽11.6GHz的吸波材料，是吗？”

这位老研究员倒是干脆，直接就表明了来意。

他目光炯炯地看着萧易，看上去十分期待萧易的回答。

萧易眉头一挑，果然是为了MHT-1来的。

不过，正当他要开口的时候，办公室的门又被敲响。

王豪走了进来：“萧教授，陆军研究院的人也来了。”

然后就见到王豪的身后站了几个穿着军装的人，朝里面看着。

萧易：“呃……那就一起进来吧。”

显然，这新来的几位，就是为了MHT-2了。

他不由感慨，这两伙人可真是迅速啊，那两份实验报告也才发过去没多久，这么快就直接找上门来了。